Feladat: 1957. évi Arany Dániel matematikaverseny 1. forduló kezdők (speciális) 3. feladata Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Füzet: 1957/október, 41 - 42. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Pont körüli forgatás, Arany Dániel
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1957/szeptember: 1957. évi Arany Dániel matematikaverseny 1. forduló kezdők (speciális) 3. feladata

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Jelöljük a BC és B'C', a CA és C'A', végül az AB és A'B' oldalak metszéspontját rendre A1, B1, C1-gyel (1. ábra).

 
 
1. ábra
 

Ha az ábrát a kör O középpontja körül 120-kal elforgatjuk úgy, hogy A a B pontba kerüljön, akkor a B, C, A', B', C' pontok rendre C, A, B' C', A' pontok helyére kerülnek. Így pl. BC és B'C' metszéspontja, A1 a CA és C'A' metszéspontjába B1-be megy át, és hasonlóan a B1 és C1 pontok a C1, ill. A1 pontok helyére kerülnek. Így O körüli 120-os elforgatás után az A1B1C1 háromszög újra fedi eredeti helyzetét. Ez csak úgy lehetséges, hogy az A1B1C1 háromszög szabályos, és körülírt körének középpontja szintén O.
 

Megjegyzések: 1.) A két háromszög adott elhelyezése mellett, ha az egyik háromszöget megbetűztük, a másikat még háromféleképpen betűzhetjük meg ugyanolyan körüljárás szerint. Ha az oldalak egyeneseit tekintjük (tehát az oldalak meghosszabbításaira eső metszéspontokat is figyelembe veszünk), akkor tehát általában három háromszög kapható, mint a megfelelő oldalak metszéspontja. Ha a két háromszögnek egy oldalpárja párhuzamos, akkor a másik két oldalpár is az, s így csak két háromszög keletkezik. Ha viszont a két háromszög egybeesik, akkor az egyik (az azonos megbetűzéshez tartozó) határozatlanná válik.
2.) A bizonyításban nincs lényegesen kihasználva az sem, hogy a két háromszög ugyanabba a körbe van beírva, csak annyi, hogy a középpontjuk közös. A feladat állítása tehát igaz bármely két szabályos háromszögre, amelyeknek közös a középpontja, és amelyek egyező körüljárás szerint vannak megbetűzve.